建筑結構設計應注意的因素

【摘 要】本文結合建筑結構設計建筑及建筑結構的設計過程，針對在建筑結構設計中存在的問題及建筑結構設計應注意的因素兩方面，進行了簡要分析，以供參考。

【關鍵詞】建筑結構設計；問題；注意的因素

一、建筑結構設計簡述

在建筑結構設計中，先要對建筑的整體有一個把握。在進行建筑結構設計時，一般要注意進行層次的設計，根據(jù)人的需求為標準，同時要追求環(huán)保健康。在實際的建筑結構之中，為了保證建筑結構的穩(wěn)固性，就要對結構的設計上不能采用單一的結構。

因為如果建筑出現(xiàn)了裂縫，從而使整個建筑的局部受力產(chǎn)生了影響，一旦破壞的比較厲害，那么這種結構所導致的后果會不堪設想，這就是建筑結構設計在層次上的設計。所以，我們可以采用多層次的結構設計來代替單一的層次設計。

對于一些大型的建筑，其結構體系比較復雜，在設計時考慮到了安全性的問題，但是如果設計的節(jié)點不好，那么所有的受力不能均勻分配，那么建筑受壓過重，同樣會發(fā)生安全方面的問題。在建筑結構設計中，因為建筑本來就是給人設計的，而且由于人們的生活水平的提高，因此對該方面的要求也相應增多，那么在建筑的結構設計時一定注意要環(huán)保和健康。如果設計的對象是高層的建筑，那么在設計時一定考慮到建筑的垂直和水平方向的共同受力問題。建筑的高度增加，那么其垂直的受力要加強，因為高度所導致的風力的影響比較大，那么這時對水平受力也要注意受力設計。因此，建筑的結構設計要考慮各方面的因素，才能保證建筑的各類指標的達標。

二、建筑結構的設計過程

結構設計師通過結構語言來將建筑結構元素有效的表達出來，利用基礎、墻、柱、梁、板、樓梯等來組成建筑物的結構體系，而且利用豎向或是水平的體系來進行承重和抗力。在設計過程中還需要確保建筑結構在各種不同情況下都能夠?qū)⑵渌a(chǎn)生的荷載傳遞到基礎，所以基礎要具有較好的穩(wěn)固性。在進行結構設計時，通常會包括三個部分，即結構方案階段、結構計算階段和施工圖設計階段。

（一）方案階段的內(nèi)容。目前建筑結構形式種類較多，主要包括磚混結構、框架結構、框剪結構、剪力墻結構、筒體結構和混合結構等，這就要求設計人員在進行設計方案確定時，需要根據(jù)建筑所在地的抗震設防烈度、工程地質(zhì)勘查報告及建筑類型來進行確定，只有當建筑結構形式確定后，才能進行承重體系和受力構件的布置。

（二）結構計算階段的內(nèi)容。首先，荷載的計算。建筑結構使用過程中存在著外荷載及內(nèi)荷載，其中風、雪、施工、地下水、地震及人防等都屬于外荷載，而結構自重、使用及裝修等荷載則屬于內(nèi)部載體，但無論是外荷載還是內(nèi)荷載在進行結構設計時都需要對其進行計算，而且計算時需要嚴格依照具體的規(guī)范要求和規(guī)定來進行，需要利用不同的組合值系數(shù)、準永久值系數(shù)來根據(jù)工況的不同來進行組合式計算。其次，構件的試算。為了確保計算能夠更好的與規(guī)范的規(guī)定和要求相符合，需要利用根據(jù)計算出來的結構內(nèi)力和規(guī)范對構件的要求和限制來進行復核結構試算，對于復核結構試算過程中無法達到規(guī)定的要求的，則需要通過對構件的截面和布置來進行調(diào)整確保其能夠達到規(guī)范的相關要求。

（三）施工圖設計階段的內(nèi)容。這一階段主要通過圖紙，把設計者的意圖和全部設計結果表達出來，作為施工制作的依據(jù)，它是設計和施工工作的橋梁。這一階段主要包括：設計總說明，總平面布置及說明，各專業(yè)全項目的說明及室外管線圖，工程總概算；各建筑物、構筑物的設計文件；建筑、結構、水暖、電氣、衛(wèi)生、熱機等專業(yè)圖紙及說明，以及公用設施、工藝設計和設備安裝，非標準設備制造詳圖、單項工程預算等。

三、在建筑結構設計中存在的問題

（一）在建筑結構設計時對地基建造不夠注重。目前在大多的建筑圖中，是按照建筑的基礎設計圖進行施工，對于地質(zhì)勘查方面并沒有太多的信息和數(shù)據(jù)，因此，在建筑施工中，就沒有對地基的建設給予過多的關注。這樣在建筑結構設計中沒有對地基的建設重視，很可能就會導致建筑的安全性和扎實性出現(xiàn)問題。為了讓建筑更加穩(wěn)固，就要對地質(zhì)情況進行勘察同時查看相關的地質(zhì)信息，考慮到各方面的因素來進行建筑的結構設計。在建筑施工中，設計人員一般會根據(jù)自己的想法和經(jīng)驗來建造砂墊層，這樣建筑物的承受力就會大大折扣，從而可能成為未來建筑安全性的潛在隱患。

（二）混凝土的樓板容易出現(xiàn)裂縫。在建筑結構設計中，比較常見的一類問題就是混凝土樓板會出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象?，F(xiàn)在一般都是用混凝土直接進行建造樓板，對于樓板受力的分析僅僅局限于對樓板平面受力的考慮，這種考慮是日后樓板的裂縫的直接原因。因此，對樓板的受力分析時，必須考慮到對三維空間上的受力和協(xié)調(diào)，這樣才能保證樓板的均勻受力。

對樓板的鋼筋結構進行設計時，設計人員一般只是考慮到采用單向板來進行計算，用分離式負彎矩鋼筋來作為支撐，這樣計算設計出的樓板實際受力和計算相差比較多，所以會導致混凝土鑄造的樓板在日后因為受力過重而導致了裂縫。

（三）對梁高的選擇可能會發(fā)生錯誤。在陽臺的建筑結構設計中，對于梁的設計顯得尤為重要。設計人員一般為了簡化計算和設計中的繁瑣過程，就將連續(xù)梁的設計簡化為單梁來進行設計，這樣會使梁的數(shù)量較少，不堪重負，從而埋下安全隱患。在梁高的選擇上，設計人員可能只是考慮到梁的強充和傾覆，從而對梁手撓度的設計沒有考慮周全，就會導致梁高過小。如果梁高選擇小了，這樣的失誤就會導致梁截面的受力過多，時間長了以后就會使得挑梁發(fā)生變形，致使梁板出現(xiàn)斷裂或者裂縫。

四、建筑結構設計應注意的因素

（一）注重鋼結構設計

1、選擇合適的鋼材

在鋼結構建筑中，鋼材的選擇非常關鍵，直接關系到整個結構的各項性能標準，所以鋼材要具有較好的延伸性，在抗拉強度、屈服強度方面符合標準。為了保證焊接的質(zhì)量，要符合含碳量指標。如果在地震區(qū)的鋼結構建筑，還要充分考慮抗震性的需求，要對鋼材進行沖擊實驗，保證具有良好的韌性。

為保證鋼材的各項性能都符合標準，一定要進行相關的實驗，檢測合格后準予使用。對于有其他性能需求的，要按照建筑的規(guī)范標準操作，確保鋼材的質(zhì)量符合標準要求。

2、樓面結構設計

在樓面結構設計中，比較常見的問題是裂縫，如果設計不當將直接影響樓面的施工質(zhì)量。在樓面設計中，應該根據(jù)施工材料的不同設計不同的方案，因為材料的性質(zhì)不同，伸縮縫的設計長度也不相同。所以在鋼結構建筑中，對于樓面的設計可以使用現(xiàn)澆混凝土的方法，伸縮縫的長度可以按照混凝土結構預留，以避免施工中樓面出現(xiàn)裂縫。

3、網(wǎng)架結構計算

在實際工作中，設計人員通常將網(wǎng)架與下部結構進行分開計算。在計算過程中，假定網(wǎng)架支座的剛度是無限大的，且各支座剛度相等，將支座反力與下部結構相加即可得出網(wǎng)架結構的設計值。下部結構可能為梁，也可能是其他的形式，其剛度差異很大。因此，在這種假設下計算出來的網(wǎng)架、支座力與實際需要的剛度是不同的，將網(wǎng)架與下部分開計算并不合理。

（二）注重地基結構設計

1、基礎設計

地基是整個建筑的基礎，地基的結構設計水平直接影響到上層建筑的質(zhì)量。因為地基的基礎不僅要承受來自上層建筑的荷載，同時還會受到地下各種應力的影響?；A的結構設計需要考慮的因素較多，在設計之前，需要對基礎的地質(zhì)條件、水文狀況、荷載的分布情況、周圍建筑的基礎、抗震等級等各項要素進行詳細的調(diào)查分析，然后根據(jù)建筑的整體需求，設計出高水平的結構方案。

結構設計方案不僅要具有較高的技術性，同時還要滿足經(jīng)濟性條件，才能夠確保整個建筑的綜合性能和質(zhì)量符合標準。在砌體結構設計中，條形基礎較為常見；對于多層框架結構的基礎而言，因為容易發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象，所以常采用十字交叉條形基礎，如果還無法滿足標準，可以選擇使用筏板基礎；在框架結構的基礎設計時，在防水要求較高的情況下，可以選擇箱型基礎或者筏板基礎，如果防水要求較低，則選用獨立樁基或者交叉條形基礎?；A的結構形式主要取決于地基的荷載力、防水要求等因素，有針對性的選擇基礎類型。

2、樁基深度

在樁基深度設計方面，應選擇硬巖石為樁端的持力層。在樁端進入到持力層時，應對其深度進行控制：以樁徑（d）為標準，如果是粘性土，應大于2d；如果是強風化軟質(zhì)巖或砂土，應大于1.5d；如果是強風化硬質(zhì)巖和碎石土，應大于1d，且應大于0.5m。在樁基進入到持力層時，樁斷面進入到巖層的深度應大于0.5m，如果持力層為未風化的硬質(zhì)巖或灰?guī)r時，可適當減少其嵌巖深度，但也應在0.2m以上。

3、后澆帶設計

在地基結構設計中，為了防止混凝土出現(xiàn)變形，經(jīng)常會設計后澆帶的施工方式，防止因為不均勻沉降而導致的裂縫。根據(jù)施工現(xiàn)場的土質(zhì)結構以及混凝土的性質(zhì)，合理的設計后澆帶的寬度。

從地基的基礎層開始直至房屋頂板，都需要在相同的位置設置后澆帶，其中混凝土的等級要比兩側(cè)混凝土高。在后澆帶施工之后應該做好支撐，在后澆帶完全封閉且混凝土的強度合格后再拆除支撐。

在地基施工期間，因為結構應力的集中效果下降，在受到溫度變化的影響下會影響混凝土出現(xiàn)收縮裂縫，所以會設計后澆帶。在有些地基工程中是不允許設置后澆帶的，所以在結構設計時，應該對后澆帶的斷面形式有明確的標注，在地下水位較高的情況下，基礎后澆帶的下方應該設置一層防水板。

（三）加大對結構延性的關注度

在建筑的結構設計中，其中一個重要的組成因素就是結構的延性。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，導致了環(huán)境的破壞，一些自然災害也頻頻發(fā)生。其中比較常發(fā)生在我國的一種自然災害就是地震，一旦發(fā)生地震，人們的生命財產(chǎn)都會受到威脅。

因此，如果在建筑結構設計上考慮到加強抗震的功能，那么對人身安全也是一種保護。對于比較高的建筑，其在發(fā)生地震時，建筑的結構非常容易發(fā)生變形，那么如果在之前的建筑結構設計中有很好的考慮到建筑的延性，那么就能減少建筑的倒塌。

在地震的級數(shù)比較大時，如果建筑物的延性設計比較高，那么可以給人們爭取更多的時間逃離建筑內(nèi)部。在現(xiàn)在建筑中，主要是由混凝土建構而成，一般是非彈性的狀態(tài)，而延性又有很好的伸縮性，這樣即使發(fā)生地震，延性也能吸收震動的能量，從而保證了建筑的安全。因此，必須加強對建筑結構的延性，這樣才能使建筑更有伸縮性。

（四）重視水平和側(cè)移方面的設計

對于建筑的水平的承載力的設計和側(cè)移的設計，是建筑結構設計中不可忽視的一部分。

在現(xiàn)在建筑結構設計中，一般建筑要重視垂直方向的軸向承受力，而在高層建筑中會更加重視水平承載力。因此，在進行建筑的結構設計中，特別是對高層建筑的建造，，一定注重對其水平的承載力進行精密的計算。同時因為高度的關系也影響到側(cè)移的大小，因此對結構側(cè)移的設計直接關系到建筑的穩(wěn)固性。隨著建筑高度的不斷的增加，在進行建筑結構設計時要保證結構的強度和抗側(cè)移的能力，即使發(fā)生側(cè)移，也能在可控范圍內(nèi)。因此，必須注重對建筑結構的水平和側(cè)移的承受力，才能保證建筑的安全性。

結束語

總之，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，各種類型的建筑不斷出現(xiàn)，但是其建筑也可能會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，這時就必須對建筑結構設計中存在的因素和問題給予關注。在整個建筑工程中，最重要的前提條件是建筑的結構設計，只有基礎打好了，建筑施工才能安全有效的進行。對于，施工人員而言，建筑結構設計是建筑時所必須遵循的宗旨。因此，對建筑結構的注意因素進行介紹，希望可以促進建筑行業(yè)的長遠發(fā)展。

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